最新“引文桂冠獎(jiǎng)”名單21日出爐,預(yù)測(cè)2016年諾貝爾獎(jiǎng)得主。其中,黑洞所產(chǎn)生引力波的探測(cè)和癌癥免疫治療研究躋身桂冠獎(jiǎng)研究成果。
湯森路透旗下的知識(shí)產(chǎn)權(quán)與科技事業(yè)部21日發(fā)布其2016年引文桂冠獎(jiǎng)(citation laureates)名單,預(yù)測(cè)在今年或不久的將來(lái)有望獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科研精英。
自2002年以來(lái),每年發(fā)布的引文桂冠獎(jiǎng)已成功預(yù)測(cè)39位諾貝爾獎(jiǎng)得主。該獎(jiǎng)項(xiàng)通過(guò)對(duì)全球最重要的學(xué)術(shù)研究與發(fā)現(xiàn)平臺(tái)(涵蓋自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和人文藝術(shù)三大領(lǐng)域)中的科研論文及其引文進(jìn)行深入分析,遴選出今年或未來(lái)幾年在化學(xué)、物理學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)以及經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域可能摘取諾貝爾獎(jiǎng)的全球最具影響力的研究人員。
繼2014年和2015年之后,今年的引文桂冠獎(jiǎng)名單中連續(xù)第三年出現(xiàn)華人科學(xué)家——來(lái)自麻省理工學(xué)院的華裔科學(xué)家張鋒教授、以及來(lái)自香港中文大學(xué)的盧煜明教授均入選今年引文桂冠獎(jiǎng)化學(xué)領(lǐng)域的獲獎(jiǎng)名單。張鋒因其在老鼠和人類(lèi)細(xì)胞中應(yīng)用crispr-cas9基因編輯技術(shù)獲此殊榮;盧煜明則因其在孕婦血漿血中檢測(cè)到胎兒游離dna,從而取得了無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢測(cè)的革命性成果而入榜。截至目前,共有8位華裔科學(xué)家曾摘得湯森路透引文桂冠獎(jiǎng),首位獲此殊榮的華裔科學(xué)家錢(qián)永健(roger tsien)在2008年獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
沒(méi)有,北京時(shí)間昨晚17點(diǎn)45分,2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)揭曉,日本及美國(guó)三位科學(xué)家獲獎(jiǎng),而之前由著名數(shù)據(jù)提供商湯森路透預(yù)測(cè)的美籍華人楊培東遺憾與之擦肩而過(guò)。
在不久前該集團(tuán)公布的2014年度“諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別”的“引文桂冠獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)名單中,現(xiàn)在加州大學(xué)伯克利分校任教的楊培東令人矚目地名列其中。
然最終并未獲獎(jiǎng),但入選湯森路透“引文桂冠獎(jiǎng)”名單也就意味著步入該領(lǐng)域世界頂級(jí)科學(xué)家的“圈子”,根據(jù)歷年獲獎(jiǎng)情況分析,即使今年楊培東與“諾獎(jiǎng)”擦肩而過(guò),但未來(lái)3年內(nèi)他會(huì)有極高的幾率正式獲得諾貝爾獎(jiǎng)。
昨天獎(jiǎng)項(xiàng)公布的時(shí)間是傍晚17點(diǎn)45分,而孫鎮(zhèn)榮提前一個(gè)小時(shí)就焦急地坐在了會(huì)議室的電腦前。他拿出一些自己在網(wǎng)上整理出來(lái)的資料,與楊培東的姐姐楊靜漪低聲討論,分析著獲獎(jiǎng)形勢(shì)。
朱棣文院士於民國(guó)卅七年二月二八日生,籍貫為 江蘇省太倉(cāng)縣。專(zhuān)習(xí)物理應(yīng)用物理(原子物理); 1970年畢業(yè)于羅徹斯特大學(xué),獲數(shù)學(xué)學(xué)士和物理 學(xué)學(xué)士;1976年獲加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)博 士。博士論文是〃原子鉈的禁戒M1躍遷 62P1/2- 72P1/2 的測(cè)量〃,博士指導(dǎo)老師是康明斯教授。 目前現(xiàn)職於美國(guó)史丹福大學(xué)物理學(xué)和應(yīng)用物理教 授授。
得獎(jiǎng)作品
發(fā)展利用雷射冷卻與捕捉原子方法
對(duì)科學(xué)研究之影響
用類(lèi)似的技術(shù),還可以用來(lái)研究DNA或者其他聚合鏈的機(jī)械性質(zhì)。當(dāng)年他還在貝爾實(shí)驗(yàn)室時(shí)就發(fā)明了一種「光學(xué)鑷子」(optical tweezer),這有點(diǎn)像星際大戰(zhàn)中的拖曳光束,可以用雷射來(lái)操縱微小物質(zhì),包過(guò)細(xì)菌、DNA等等。他們也研究過(guò)號(hào)稱(chēng)為「分子馬達(dá)」(molecular motor) 的肌蛋白細(xì)胞的收縮。此技術(shù)當(dāng)然也可以在不破壞細(xì)胞膜的情況下,操控細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì),或在密閉容器內(nèi)處理稀有元素或者放射性元素了。
丁肇中
(2004-02-06)
丁肇中祖籍山東日照縣;1936年出生於美國(guó)密西根州安阿堡(Ann Arbor);父親是丁觀海,母親是王雋英,他在臺(tái)北讀中學(xué),在密西根大學(xué)讀大學(xué)本科與研究院,於1962年獲博士學(xué)位;自1967年起執(zhí)教於麻省理工學(xué)院。丁教授在粒子物理學(xué)中有許多卓著的貢獻(xiàn),最有名的是1974年J粒子的發(fā)現(xiàn),這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致粒子物理學(xué)走入了新的方向,也因此而獲得1976年諾具爾物理獎(jiǎng)。 此外,他對(duì)量子電動(dòng)力學(xué)之精確性、輕子的性質(zhì)、矢量粒子的性質(zhì)、膠子噴注現(xiàn)象,Z-γ之干涉等問(wèn)題的研究都是十分重要的貢獻(xiàn)。 近年來(lái)丁教授組成并領(lǐng)導(dǎo)一實(shí)驗(yàn)組,積極建造L3探測(cè)器,將於1988年起在西歐中心(CERN)的LEP加速器上做實(shí)驗(yàn),這是一項(xiàng)極大的計(jì)劃,動(dòng)員了世界各國(guó)四百多名實(shí)驗(yàn)物理學(xué)者,探測(cè)器建造費(fèi)用將超過(guò)一億美元。丁教授是當(dāng)代最杰出的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家之一。他的工作特徵是方向明確果斷,計(jì)劃周詳嚴(yán)謹(jǐn)。
得獎(jiǎng)作品
發(fā)現(xiàn)新的重基本粒子:J/Ψ粒子(現(xiàn)稱(chēng)J粒子)
楊振寧
(2004-02-06)
安徽省合肥縣人,民國(guó)十一年八月二十二日出生。一九二八年就讀廈門(mén)國(guó)小、一九三三年就讀北平崇德中學(xué)、一九三八年插班昆明昆萬(wàn)中學(xué)高中二年級(jí)、并以高二的同等學(xué)歷,考取當(dāng)時(shí)由清華、北大、南開(kāi)三個(gè)大學(xué)合并的西南聯(lián)大的化學(xué)系,后來(lái)改念物理系。一九四二年西南聯(lián)大畢業(yè)、一九四四年西南聯(lián)大研究所畢業(yè)、一九四五年在西南聯(lián)大附中教學(xué)后赴美、一九四八年夏完成芝加哥大學(xué)博士學(xué)位一九四九年秋天普林斯頓大學(xué)研究、一九五七年獲諾貝爾物理獎(jiǎng)、一九五八年當(dāng)選中央研究院院士、一九六五年應(yīng)紐約州立大學(xué)校長(zhǎng)托爾邀請(qǐng)籌備創(chuàng)立石溪分校研究部門(mén)、一九六六年離普林斯頓赴紐約州立大學(xué)石溪分校主持物理研究所,擔(dān)任教授至今。
一九五七年,和李政道合作推翻了愛(ài)因斯坦的「宇稱(chēng)守恒定律」,獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)學(xué)金。他們這項(xiàng)貢獻(xiàn)得到極高評(píng)價(jià),被認(rèn)為是物理學(xué)上的里程碑之一。盡管他們?cè)缫讶肓嗣兰彩恰该兰A人」,消息傳來(lái),中國(guó)人無(wú)不引以為傲。楊氏也是以曾經(jīng)接受中國(guó)文化的薰陶為自傲的,那年他們?cè)诮邮苤Z貝爾獎(jiǎng)金的時(shí)候,由他代表致辭,最后一段,他說(shuō):「我深深察覺(jué)到一樁事實(shí),這就是:在廣義上說(shuō),我是中華文化和西方文化的產(chǎn)物,既是雙方和諧的產(chǎn)物,又是雙方?jīng)_突的產(chǎn)物,我愿意說(shuō)我既以我的中國(guó)傳統(tǒng)為驕傲,同樣的,我又專(zhuān)心致於現(xiàn)代科學(xué)。」 在教了十七年書(shū)之后,楊氏於一九六六年,離開(kāi)普林斯頓大學(xué),前往紐約州立大學(xué)石溪分校主持理論物理研究所的研究工作。他認(rèn)為是自己「走出象牙塔」,重新出發(fā),科學(xué)界人士對(duì)他再度獲得諾貝爾獎(jiǎng)的可能性,抱持期待與樂(lè)觀。楊夫人杜致禮女士,出生名門(mén),為杜聿明將軍掌珠,專(zhuān)攻文學(xué),中英文造詣均佳,曾在臺(tái)灣教過(guò)英文,在美國(guó)紐約州立大學(xué)石溪分校教中文,言談舉止富書(shū)卷氣,育子女三人,老大楊光諾電腦工程師,老二楊光宇,化學(xué)家,楊又禮,醫(yī)生。
得獎(jiǎng)作品
發(fā)現(xiàn)弱相互作用宇稱(chēng)不守恒原理:宇稱(chēng)守恒如在弱相互作用中不成立,宇稱(chēng)概念就不能用在θ和τ粒子的衰變過(guò)程中,因此可以認(rèn)為θ和τ粒子是同一粒子。
對(duì)科學(xué)研究之影響
楊振寧和李政道的理論,推翻了物理學(xué)上屹立不移三十年之久的宇稱(chēng)守恒定律。這一發(fā)現(xiàn),使瑞典皇家科學(xué)院立即將一九五七年 的諾貝爾物理獎(jiǎng),頒發(fā)給楊振寧和李政道兩位博士,因?yàn)樗麄冎刚诉^(guò)去科學(xué)家所犯的嚴(yán)重錯(cuò)誤,更開(kāi)啟基本粒子「弱交換作用」一些規(guī)則的研究,使人類(lèi)對(duì)物 質(zhì)構(gòu)造內(nèi)層的認(rèn)識(shí)邁進(jìn)一大步。
卡文迪什(Henry Cavendish)
(2004-02-06)
卡文迪什(Henry Cavendish)英國(guó)物理學(xué)家和化學(xué)家。1731年10月10日生于法國(guó)尼斯。1749年考人劍橋大學(xué),1753年尚未畢業(yè)就去巴黎留學(xué)。后回倫敦定居,在他父親的實(shí)驗(yàn)室中做了許多電學(xué)和化學(xué)方面的研究工作。1760年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1803年當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院外國(guó)院土。卡文迪什畢生致力于科學(xué)研究,從事實(shí)驗(yàn)研究達(dá)50年之久,性格孤僻,很少與外界來(lái)往??ㄎ牡鲜驳闹饕暙I(xiàn)有:1781年首先制得氫氣,并研究了其性質(zhì),用實(shí)驗(yàn)證明它燃燒后生成水。但他曾把發(fā)現(xiàn)的氫氣誤認(rèn)為燃素,不能不說(shuō)是一大憾事。1785年卡文迪什在空氣中引入電火花的實(shí)驗(yàn)使他發(fā)現(xiàn)了一種不活潑的氣體的存在。他在化學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、萬(wàn)有引力等方面進(jìn)行地行多成功的實(shí)驗(yàn)研究,但很少發(fā)表,過(guò)了一個(gè)世紀(jì)后,麥克斯韋整理了他的實(shí)驗(yàn)論文,并于1879年出版了名為《尊敬的亨利·卡文迪什的電學(xué)研究》一書(shū),此后人們才知道卡文迪什做了許多電學(xué)實(shí)驗(yàn)。麥克斯韋說(shuō):“這些論文證明卡文迪什幾乎預(yù)料到電學(xué)上所有的偉大事實(shí),這些偉大的事實(shí)后來(lái)通過(guò)庫(kù)侖和法國(guó)哲學(xué)家們的著作而聞名于科學(xué)界?!?
早在庫(kù)侖之前,卡文迪什已經(jīng)研究了電荷在導(dǎo)體上的分布問(wèn)題。1777年,他向皇家學(xué)會(huì)提出報(bào)告說(shuō):“電的吸引力和排斥力很可能反比于電荷間距離的平方,如果是這樣的話,那么物體中多余的電幾乎全部堆積在緊靠物體表面的地方,而且這些電緊緊地壓在一起,物體的其余部分處于中性狀態(tài)。”他還通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明電荷之間的作用力。他還早于法拉第用實(shí)驗(yàn)證明電容器的電容取決于兩極板之間的物質(zhì)。他最早建立電勢(shì)概念,指出導(dǎo)體兩端的電勢(shì)與通過(guò)它的電流成正比(歐姆定律在1827年才確立)。當(dāng)時(shí)還無(wú)法測(cè)量電流強(qiáng)度,據(jù)說(shuō)他勇敢地用自己的身體當(dāng)作測(cè)量?jī)x器,以從手指到手臂何處感到電振動(dòng)來(lái)估計(jì)電流的強(qiáng)弱。
卡文迪什的重大貢獻(xiàn)之一是1798年完成了測(cè)量萬(wàn)有引力的扭秤實(shí)驗(yàn),后世稱(chēng)為卡文迪什實(shí)驗(yàn)。他改進(jìn)了英國(guó)機(jī)械師米歇爾(John Michell,1724~1793)設(shè)計(jì)的扭秤,在其懸線系統(tǒng)上附加小平面鏡,利用望遠(yuǎn)鏡在室外遠(yuǎn)距離操縱和測(cè)量,防止了空氣的擾動(dòng)(當(dāng)時(shí)還沒(méi)有真空設(shè)備)。他用一根39英寸的鍍銀銅絲吊一6英尺木桿,桿的兩端各固定一個(gè)直徑2英寸的小鉛球,另用兩顆直徑12英寸的固定著的大鉛球吸引它們,測(cè)出鉛球間引力引起的擺動(dòng)周期,由此計(jì)算出兩個(gè)鉛球的引力,由計(jì)算得到的引力再推算出地球的質(zhì)量和密度。他算出的地球密度為水密度的5.481倍(地球密度的現(xiàn)代數(shù)值為5.517g/cm3),由此可推算出萬(wàn)有引力常量G的數(shù)值為 6.754×10-11 Nm2/kg2(現(xiàn)代值前四位數(shù)為6.672)。這一實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)與操作十分精巧,英國(guó)物理學(xué)家J.H.坡印廷曾對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)下過(guò)這樣的評(píng)語(yǔ):“開(kāi)創(chuàng)了弱力測(cè)量的新時(shí)代”。
卡文迪什在1766年發(fā)表了《論人工空氣》的論文并獲皇家學(xué)會(huì)科普利獎(jiǎng)?wù)?。他制出純氧,并確定了空氣中氧、氮的含量,證明水不是元素而是化合物。他被稱(chēng)為“化學(xué)中的牛頓”。
卡文迪什一生在自己的實(shí)驗(yàn)室中工作,被稱(chēng)為“最富有的學(xué)者,最有學(xué)問(wèn)的富翁”。卡文迪什于1810年2月24日去世。
后來(lái),他的后代親屬德文郡八世公爵S.C.卡文迪什將自己的一筆財(cái)產(chǎn)捐贈(zèng)劍橋大學(xué)于1871年建成實(shí)驗(yàn)室,它最初是以 H.卡文迪什命名的物理系教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,后來(lái)實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大為包括整個(gè)物理系在內(nèi)的科研與教育中心,并以整個(gè)卡文迪什家族命名。該中心注重獨(dú)立的、系統(tǒng)的、集團(tuán)性的開(kāi)拓性實(shí)驗(yàn)和理論探索,其中關(guān)鍵性設(shè)備都提倡自制。近百年來(lái)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出的諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者已達(dá)26人。麥克斯韋、瑞利、J.J.湯姆孫、盧瑟福等先后主持過(guò)該實(shí)驗(yàn)室。
開(kāi)爾文
(2004-02-06)
開(kāi)爾文是英國(guó)著名物理學(xué)家、發(fā)明家,原名W.湯姆孫。他是本世紀(jì)的最偉大的人物之一,是一個(gè)偉大的數(shù)學(xué)物理學(xué)家兼電學(xué)家。他被看作英帝國(guó)的第一位物理學(xué)家,同時(shí)受到世界其他國(guó)家的贊賞。他的一生獲得了一切可能給予的榮譽(yù)。而他也無(wú)愧于這一切,這是他在漫長(zhǎng)的一生中所作的實(shí)際努力而獲得的。這些努力使他不僅有了名望和財(cái)富,而且贏得了廣泛的聲譽(yù)。
1824年6月26日開(kāi)爾文生于愛(ài)爾蘭的貝爾法斯特。他從小聰慧好學(xué),10歲時(shí)就進(jìn)格拉斯哥大學(xué)預(yù)科學(xué)習(xí)。17歲時(shí),曾立志:“科學(xué)領(lǐng)路到哪里,就在哪里攀登不息”。1845年畢業(yè)于劍橋大學(xué),在大學(xué)學(xué)習(xí)期間曾獲蘭格勒獎(jiǎng)金第二名,史密斯獎(jiǎng)金第一名。畢業(yè)后他赴巴黎跟隨物理學(xué)家和化學(xué)家V.勒尼奧從事實(shí)驗(yàn)工作一年,1846年受聘為格拉斯哥大學(xué)自然哲學(xué)(物理學(xué)當(dāng)時(shí)的別名)教授,任職達(dá)53年之久。由于裝設(shè)第一條大西洋海底電纜有功,英政府于1866年封他為爵士,并于1892年晉升為開(kāi)爾文勛爵,開(kāi)爾文這個(gè)名字就是從此開(kāi)始的。1890~1895年任倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。1877年被選為法國(guó)科學(xué)院院士。1904年任格拉斯哥大學(xué)校長(zhǎng),直到1907年12月17日在蘇格蘭的內(nèi)瑟霍爾逝世為止。
開(kāi)爾文研究范圍廣泛,在熱學(xué)、電磁學(xué)、流體力學(xué)、光學(xué)、地球物理、數(shù)學(xué)、工程應(yīng)用等方面都做出了貢獻(xiàn)。他一生發(fā)表論文多達(dá)600余篇,取得70種發(fā)明專(zhuān)利,他在當(dāng)時(shí)科學(xué)界享有極高的名望,受到英國(guó)本國(guó)和歐美各國(guó)科學(xué)家、科學(xué)團(tuán)體的推崇。他在熱學(xué)、電磁學(xué)及它們的工程應(yīng)用方面的研究最為出色。
開(kāi)爾文是熱力學(xué)的主要奠基人之一,在熱力學(xué)的發(fā)展中作出了一系列的重大貢獻(xiàn)。他根據(jù)蓋-呂薩克、卡諾和克拉珀龍的理論于1848年創(chuàng)立了熱力學(xué)溫標(biāo)。他指出:“這個(gè)溫標(biāo)的特點(diǎn)是它完全不依賴于任何特殊物質(zhì)的物理性質(zhì)?!边@是現(xiàn)代科學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)溫標(biāo)。他是熱力學(xué)第二定律的兩個(gè)主要奠基人之一(另一個(gè)是克勞修斯),1851年他提出熱力學(xué)第二定律:“不可能從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響?!边@是公認(rèn)的熱力學(xué)第二定律的標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)法。并且指出,如果此定律不成立,就必須承認(rèn)可以有一種永動(dòng)機(jī),它借助于使海水或土壤冷卻而無(wú)限制地得到機(jī)械功,即所謂的第二種永動(dòng)機(jī)。他從熱力學(xué)第二定律斷言,能量耗散是普遍的趨勢(shì)。1852年他與焦耳合作進(jìn)一步研究氣體的內(nèi)能,對(duì)焦耳氣體自由膨脹實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn),進(jìn)行氣體膨脹的多孔塞實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了焦耳-湯姆孫效應(yīng),即氣體經(jīng)多孔塞絕熱膨脹后所引起的溫度的變化現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)成為獲得低溫的主要方法之一,廣泛地應(yīng)用到低溫技術(shù)中。1856年他從理論研究上預(yù)言了一種新的溫差電效應(yīng),即當(dāng)電流在溫度不均勻的導(dǎo)體中流過(guò)時(shí),導(dǎo)體除產(chǎn)生不可逆的焦耳熱之外,還要吸收或放出一定的熱量(稱(chēng)為湯姆孫熱)。這一現(xiàn)象后叫湯姆孫效應(yīng)。
在電學(xué)方面,湯姆孫以極高明的技巧研究過(guò)各種不同類(lèi)型的問(wèn)題,從靜電學(xué)到瞬變電流。他揭示了傅里葉熱傳導(dǎo)理論和勢(shì)理論之間的相似性,討論了法拉第關(guān)于電作用傳播的概念,分析了振蕩電路及由此產(chǎn)生的交變電流。他的文章影響了麥克斯韋,后者向他請(qǐng)教,希望能和他研究同一課題,并給了他極高的贊譽(yù)。
開(kāi)爾文在電磁學(xué)理論和工程應(yīng)用上研究成果卓著。1848年他發(fā)明了電像法,這是計(jì)算一定形狀導(dǎo)體電荷分布所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)問(wèn)題的有效方法。他深人研究了萊頓瓶的放電振蕩特性,于1853年發(fā)表了《萊頓瓶的振蕩放電》的論文,推算了振蕩的頻率,為電磁振蕩理論研究作出了開(kāi)拓性的貢獻(xiàn)。他曾用數(shù)學(xué)方法對(duì)電磁場(chǎng)的性質(zhì)作了有益的探討,試圖用數(shù)學(xué)公式把電力和磁力統(tǒng)一起來(lái)。1846年便成功地完成了電力、磁力和電流的“力的活動(dòng)影像法”,這已經(jīng)是電磁場(chǎng)理論的雛形了(如果再前進(jìn)一步,就會(huì)深人到電磁波問(wèn)題)。他曾在日記中寫(xiě)道:“假使我能把物體對(duì)于電磁和電流有關(guān)的狀態(tài)重新作一番更特殊的考察,我肯定會(huì)超出我現(xiàn)在所知道的范圍,不過(guò)那當(dāng)然是以后的事了?!彼膫ゴ笾帲谟谀馨炎约旱娜垦芯砍晒?,毫無(wú)保留地介紹給了麥克斯韋,并鼓勵(lì)麥克斯韋建立電磁現(xiàn)象的統(tǒng)一理論,為麥克斯韋最后完成電磁場(chǎng)理論奠定了基礎(chǔ)。
他十分重視理論聯(lián)系實(shí)際。1875年預(yù)言了城市將采用電力照明,1879年又提出了遠(yuǎn)距離輸電的可能性。他的這些設(shè)想以后都得以實(shí)現(xiàn)。1881年他對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了改造,大大提高了電動(dòng)機(jī)的實(shí)用價(jià)值。在電工儀器方面,他的主要貢獻(xiàn)是建立電磁量的精確單位標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)各種精密的測(cè)量?jī)x器。他發(fā)明了鏡式電流計(jì)(大大提高了測(cè)量靈敏度)、雙臂電橋、虹吸記錄器(可自動(dòng)記錄電報(bào)信號(hào))等等,大大促進(jìn)了電測(cè)量?jī)x器的發(fā)展。根據(jù)他的建議,1861年英國(guó)科學(xué)協(xié)會(huì)設(shè)立了一個(gè)電學(xué)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì),為近代電學(xué)量的單位標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。在工程技術(shù)中,1855年他研究了電纜中信號(hào)傳播情況,解決了長(zhǎng)距離海底電纜通訊的一系列理論和技術(shù)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)三次失敗,歷經(jīng)兩年的多方研究與試驗(yàn),終于在1858年協(xié)助裝設(shè)了第一條大西洋海底電纜,這是開(kāi)爾文相當(dāng)出名的一項(xiàng)工作。他善于把教學(xué)、科研、工業(yè)應(yīng)用結(jié)合在一起,在教學(xué)上注意培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力。在格拉斯哥大學(xué)他組建了英國(guó)第一個(gè)為學(xué)生用的課外實(shí)驗(yàn)室。
湯姆孫還將物理學(xué)用到完全不同的領(lǐng)域。他研究過(guò)太陽(yáng)熱能的起源和地球的熱平衡。他的方法可靠而有趣,但只由于他不知道太陽(yáng)和地球上的能量來(lái)自核能,因而不可能得到正確的結(jié)論。他試圖用落到太陽(yáng)上的隕石或用引力收縮來(lái)解釋太陽(yáng)熱能的起源。約在1854年,他估算太陽(yáng)的"年齡"小于5×108年,而這只是我們現(xiàn)在知道的值的十分之一。
從地球表面附近的溫度梯度,湯姆孫試圖推算出地球熱的歷史和年齡。他的估算仍然太低,僅為4×108年,而實(shí)際值約為5×109年。地質(zhì)學(xué)家以地質(zhì)現(xiàn)象的演變?yōu)槔碚摳鶕?jù),很快就發(fā)現(xiàn)他的估算是錯(cuò)誤的。他們不能駁倒湯姆孫的數(shù)學(xué),但他們肯定他的假定是錯(cuò)誤的。同樣,生物學(xué)家也發(fā)現(xiàn)湯姆孫給出的時(shí)間進(jìn)程與最新的進(jìn)化論的觀念相悖。這一爭(zhēng)論持續(xù)了多年,湯姆孫完全不理解別人的反對(duì)意見(jiàn)是正確的。最后,直到放射性和核反應(yīng)的發(fā)現(xiàn),才證明了湯姆孫假設(shè)的前提是完全錯(cuò)誤的。
流體力學(xué)特別是其中的渦旋理論成為湯姆孫最喜愛(ài)的學(xué)科之一,他受亥姆霍茲工作的啟示,發(fā)現(xiàn)了一些有價(jià)值的定理。他航行的收獲之一是在1876年發(fā)明了適用于鐵船的特殊羅盤(pán),這一發(fā)明后來(lái)為英國(guó)海軍所采用,而且一直用到被現(xiàn)代回轉(zhuǎn)羅盤(pán)代替為止。湯姆孫的企業(yè)生產(chǎn)了許多磁羅盤(pán)和水深探測(cè)儀,從中大為獲利。
基于他的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí),湯姆孫感到迫切需要統(tǒng)一電學(xué)單位,公制的引入使法國(guó)革命向前跨了一大步,但是電學(xué)測(cè)量卻產(chǎn)生了全新的問(wèn)題。高斯和韋伯奠定了絕對(duì)單位制的理論基礎(chǔ),"絕對(duì)"意味著它們與特定的物質(zhì)或標(biāo)準(zhǔn)無(wú)關(guān),僅取決于普適的物理定律。在絕對(duì)單位制中如何確定刻度,如何選擇合適的倍數(shù)因子使它能方便地應(yīng)用于工業(yè),如何勸說(shuō)科技界共同接受這一單位制,所有這一切都是重要并且困難的任務(wù)。1861年英國(guó)科學(xué)協(xié)會(huì)任命一個(gè)委員會(huì)開(kāi)始這項(xiàng)工作,湯姆孫是其中的一員。他們努力工作了許多年,一直到1881年,由湯姆孫和亥姆霍茲起主導(dǎo)作用的在巴黎召開(kāi)的一次國(guó)際代表大會(huì),和1893年,在芝加哥召開(kāi)的另一次代表大會(huì),才正式接受這一新的單位制,并采用伏特、安培、法拉和歐姆等作為電學(xué)單位,從此它們被普遍使用。然而,單位制的問(wèn)題并未就此解決,后來(lái)的一些會(huì)議又改變了其中某些標(biāo)準(zhǔn)量的定義,它們的實(shí)際值也相應(yīng)變動(dòng)了,雖然這種變動(dòng)是非常小的。
開(kāi)爾文一生謙虛勤奮,意志堅(jiān)強(qiáng),不怕失敗,百折不撓。在對(duì)待困難問(wèn)題上他講:“我們都感到,對(duì)困難必須正視,不能回避;應(yīng)當(dāng)把它放在心里,希望能夠解決它。無(wú)論如何,每個(gè)困難一定有解決的辦法,雖然我們可能一生沒(méi)有能找到?!彼@種終生不懈地為科學(xué)事業(yè)奮斗的精神,永遠(yuǎn)為后人敬仰。1896年在格拉斯哥大學(xué)慶祝他50周年教授生涯大會(huì)上,他說(shuō):“有兩個(gè)字最能代表我50年內(nèi)在科學(xué)研究上的奮斗,就是‘失敗’兩字。”這足以說(shuō)明他的謙虛品德。為了紀(jì)念他在科學(xué)上的功績(jī),國(guó)際計(jì)量大會(huì)把熱力學(xué)溫標(biāo)(即絕對(duì)溫標(biāo))稱(chēng)為開(kāi)爾文(開(kāi)氏)溫標(biāo),熱力學(xué)溫度以開(kāi)爾文為單位,是現(xiàn)在國(guó)際單位制中七個(gè)基本單位之一。
開(kāi)爾文的一生是非常成功的,他可以算作世界上最偉大的科學(xué)家中的一位。他于1907年12月17日去世時(shí),得到了幾乎整個(gè)英國(guó)和全世界科學(xué)家的哀悼。他的遺體被安葬在威斯敏斯特教堂牛頓墓的旁邊。
魏格納
(2004-02-06)
魏格納(1880-1930)是德國(guó)氣象學(xué)家、地球物理學(xué)家,1880年11月1日生于柏林,1930年11月在格陵蘭考察冰原時(shí)遇難。
19世紀(jì)以前,人們尚未開(kāi)始系統(tǒng)地研究地球整體的地質(zhì)構(gòu)造,對(duì)海洋與大陸是否變動(dòng),并沒(méi)有形成固定的認(rèn)識(shí)。1910年德國(guó)的地球物理學(xué)家阿爾弗雷德·魏格納在偶然翻閱世界地圖時(shí),發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇特現(xiàn)象:大西洋的兩岸——?dú)W洲和非洲的西海岸遙對(duì)北南美洲的東海岸,輪廓非常相似,這邊大陸的凸出部分正好能和另一邊大陸的凹進(jìn)部分湊合起來(lái);如果從地圖上把這兩塊大陸剪下來(lái),再拼在一起,就能拼湊成一個(gè)大致上吻合的整體。把南美洲跟非洲的輪廓比較一下,更可以清楚地看出這一點(diǎn):遠(yuǎn)遠(yuǎn)深入大西洋南部的巴西的凸出部分,正好可以嵌入非洲西海岸幾內(nèi)亞灣的凹進(jìn)部分。
魏格納結(jié)合他的考察經(jīng)歷,認(rèn)為這絕非偶然的巧合,并形成了一個(gè)大膽的假設(shè):推斷在距今3億年前,地球上所有的大陸和島嶼都連結(jié)在一塊,構(gòu)成一個(gè)龐大的原始大陸,叫做泛大陸。泛大陸被一個(gè)更加遼闊的原始大洋所包圍。后來(lái)從大約距今兩億年時(shí),泛大陸先后在多處出現(xiàn)裂縫。每一裂縫的兩側(cè),向相反的方向移動(dòng)。裂縫擴(kuò)大,海水侵入,就產(chǎn)生了新的海洋。相反地,原始大洋則逐漸縮小。分裂開(kāi)的陸塊各自漂移到現(xiàn)在的位置,形成了今天人們熟悉的陸地分布狀態(tài)。
魏格納少年時(shí)便向往到北極去探險(xiǎn),由于父親的阻止,他沒(méi)能在高中畢業(yè)后就加入探險(xiǎn)隊(duì),而是進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)氣象學(xué)。1905年,他以優(yōu)異成績(jī)獲得氣象學(xué)博士學(xué)位后,致力于高空氣象學(xué)的研究。1906年,他和弟弟兩人駕駛高空氣球在空中連續(xù)飛行了52小時(shí),打破了當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄。后來(lái)他又參加了去格陵蘭島的探險(xiǎn)隊(duì),島上巨大冰山的緩慢運(yùn)動(dòng)留給他的極其深刻的印象可能催化了后來(lái)他面對(duì)世界地圖迸發(fā)的聯(lián)想和興趣。他開(kāi)始利用業(yè)余時(shí)間搜集地學(xué)資料,查找海陸漂移的證據(jù)。
1912年1月6日,魏格納在法蘭克福地質(zhì)學(xué)會(huì)上做了題為“大陸與海洋的起源”的演講,提出了大陸漂移的假說(shuō)。此后,由于研究冰川學(xué)和古氣候?qū)W第二次去了格陵蘭。在隨后的第一次世界大戰(zhàn)中,他的研究工作中斷了,在戰(zhàn)場(chǎng)上身負(fù)重傷,養(yǎng)病期間他于1915年出版了《海陸的起源》一書(shū),系統(tǒng)地闡述了大陸漂移說(shuō)。他在《大陸和海洋的形成》這部不朽的著作中努力恢復(fù)地球物理、地理學(xué)、氣象學(xué)及地質(zhì)學(xué)之間的聯(lián)系——這種聯(lián)系因各學(xué)科的專(zhuān)門(mén)化發(fā)展被割斷——用綜合的方法來(lái)論證大陸漂移。魏格納的研究表明科學(xué)是一項(xiàng)精美的人類(lèi)活動(dòng),并不是機(jī)械地收集客觀信息。在人們習(xí)慣用流行的理論解釋事實(shí)時(shí),只有少數(shù)杰出的人有勇氣打破舊框架提出新理論。但由于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制,大陸漂移由于缺乏合理的動(dòng)力學(xué)機(jī)制遭到正統(tǒng)學(xué)者的非議。魏格納的學(xué)說(shuō)成了超越時(shí)代的理念。
大陸漂移說(shuō)一提出,就在地質(zhì)學(xué)界引起軒然大波。年輕一代為此理論歡呼,認(rèn)為開(kāi)創(chuàng)了地質(zhì)學(xué)的新時(shí)代,但老一代均不承認(rèn)這一新學(xué)說(shuō)。魏格納在反對(duì)聲中繼續(xù)為他的理論搜集證據(jù),為此他又兩次去格陵蘭考察,發(fā)現(xiàn)格陵蘭島相對(duì)于歐洲大陸依然有漂移運(yùn)動(dòng),他測(cè)出的漂移速度是每年約1米。1930年11月2日,魏格納在第4次考察格陵蘭時(shí)遭到暴風(fēng)雪的襲擊,倒在茫茫雪原上,那是他50歲生日的第二天。直到次年4月,搜索隊(duì)才找到他的遺體。
1968年,法國(guó)地質(zhì)學(xué)家勒比雄在前人研究的基礎(chǔ)上提出6大板塊的主張,它們是——?dú)W亞板塊、非洲板塊、美洲板塊、印度板塊、南極板塊和太平洋板塊。板塊學(xué)說(shuō)很好地解決了魏格納生前一直沒(méi)有解決的漂移動(dòng)力問(wèn)題,使地質(zhì)學(xué)在一個(gè)新的高度上獲得了全面的綜合。隨著板塊運(yùn)動(dòng)被確立為地球地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本形式,地學(xué)也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。大陸分久必合、合久必分,海洋時(shí)而擴(kuò)張、時(shí)而封閉,已成為人們接受的地殼構(gòu)造圖景。到了20世紀(jì)80年代,人們確實(shí)相信,從大陸漂移說(shuō)的提出到板塊學(xué)說(shuō)的確立,構(gòu)成了一次名副其實(shí)的現(xiàn)代地學(xué)領(lǐng)域的偉大的革命。
魏格納去世30年后,板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)席卷全球,人們終于承認(rèn)了大陸漂移學(xué)說(shuō)的正確性。由此可見(jiàn):一種正確的理論在其初期階段常常被當(dāng)作錯(cuò)誤拋棄或是被當(dāng)作與宗教對(duì)立的觀點(diǎn)被否定,后期階段則被當(dāng)作信條來(lái)接受。但無(wú)論如何,人們至今還紀(jì)念魏格納的,不是他生前冷遇與死后熱鬧,而是他畢生尋求真理、正視事實(shí)、勇于探索和不惜獻(xiàn)身的科學(xué)精神。
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